Daily Archives: 2017-06-07

中國高海拔宇宙線觀測站主體工程即將動工

畫家筆下的高海拔宇宙線觀測站
中國高海拔宇宙線觀測站 (Large High Altitude Air Shower Observatory,簡稱 LHAASO) 目前已完成配套工程,主體工程即將開工。 四年後,該設施將在海拔4,410米的四川稻城縣海子山上,不斷捕捉宇宙線的踪影,為科學家探索宇宙線及其起源提供重要樣本。

宇宙線是來自宇宙空間的高能粒子,它時時刻刻存在於我們生活的星球上。 LHAASO項目首席科學家、項目經理、中科院高能物理研究所研究員曹臻指出,作為太陽系以外唯一的物質樣本,宇宙線及其起源是人類探索宇宙及其演化的重要途徑。在1912年發現宇宙線之後的一百年間,與之相關的探索與研究已經產生了數個諾貝爾獎,但人類卻始終沒有發現宇宙線的起源,從而使宇宙線起源問題成為自然科學在21世紀所面臨的若干基本問題之一。

LHAASO正是瞄準這一重大科學難題而提出的。最近二十年,在探索宇宙線起源方面,已形成了伽馬天文學實驗、南極中微子實驗以及多國合作的巨型機高能宇宙線實驗三個支柱性研究分支。其中,伽馬天文學實驗尤為成熟,已經發現了一百八十多個宇宙線源天體,其中孕育著重大科學突破的機遇。曹臻說,該領域的國際競爭十分激烈,美國、歐洲都在著手對現有實驗裝備進行升級換代,以搶佔這一領域的學術成就。

高能宇宙線的能量跨度從109到1020電子伏特,宇宙線能量越高,所代表的宇宙活動就越劇烈,但數量越稀少。LHAASO項目副經理、中科院高能物理所研究員何會海說,這就需要大規模的探測器才有可能將它抓住。

LHAASO項目由觀測基地和測控基地組成,佔地總面積逾二千畝。其中建設站址位於四川稻城海子山,項目整體建設週期為四年,投資約九億元人民幣,投入運行後科學壽命在二十年以上。

曹瑧說,LHAASO的核心科學目標是探索高能宇宙線起源,並開展相關的高能輻射、天體演化以及暗物質分佈等基礎科學的研究。建成後,它將開展全天區伽馬源掃描搜索,以及探尋暗物質、量子引力或洛倫茲不變性破壞等新物理現象。

此前中國已與日本、意大利等國長期合作,利用位於青藏高原的羊八井宇宙線觀測站,獲得了研發第一代、第二代伽馬射線巡天望遠鏡的成功經驗。

在綜合條件更優越的站址建設高海拔宇宙線觀測站,採用多種探測手段實現複合精確的測量,大幅提高靈敏度,覆蓋更寬廣的能譜。曹瑧說,LHAASO將建成有多國參與合作研究的國際高海拔宇宙線研究中心,與國際上現有的其他宇宙線研究中心形成互補。

【圖:中國科學院高能物理研究所;文:節錄自科學網頁;新聞訊息由林景明提供】

廣義相對論在銀河系中心通過驗證

錢德拉X射線天文台拍攝銀河系中心黑洞
美國天文學家從夏威夷凱克(W. M. Keck)天文台近二十年的數據,獲得了銀河系中心超大質量黑洞附近兩顆恆星S0-1和S0-38的清晰運行軌跡,發現這兩顆恆星的運行方式沒有偏離廣義相對論;同時,也未發現第五種基本力存在的證據。

宇宙中存在四種基本作用力:弱相互作用力、強相互作用力、電磁相互作用力和萬有引力。但許多觀測跡像對廣義相對論提出挑戰,一些科學家假設存在第五種基本力,並希望通過發現這種力的存在,來證明相對論存在漏洞和偏差。

加州大學洛杉磯分校的奧萊里昂·希斯(Aurélien Hees)認為,銀河系最中心的超大質量黑洞人馬座A*(Sagittarius A*)周圍,最有可能發現第五種力。一般情況下,黑洞周圍的恆星會向黑洞“餵食”自身氣體雲盤,導致恆星運行軌跡發生改變,從而對驗證廣義相對論造成的干擾;但人馬座A*與周圍恆星的間距不夠近,恆星氣體不會被捲進黑洞,因此​​能提供更清晰的檢測。

希斯和同事從上世紀90年代末開始,持續二十年長期跟踪人馬座A*附近恆星的運行軌跡。他們跟踪到S0-1和S0-38圍繞人馬座A*運行一周的完整軌跡,運行週期分別為十六年和十九年。他們發現,這兩顆恆星圍繞人馬座A*快速運轉的方式,完全遵循廣義相對論的預言。 “這是廣義相對論首次在超大質量黑洞附近經受住考驗。”希斯說。

希斯表示,以橢圓形軌道運行的S0-2將在明年距離人馬座A*最近,僅一百一十個天文學單位(一個天文學單位約為1.5億公里),屆時,他們可以獲得更精確的觀測數據,如果對廣義相對論的偏離真的存在,明年我們一定能探測到這種偏離。

【圖:美國太空總署;文:節錄自科學網頁;新聞訊息由林景明提供】

日間白羊座流星雨極大


關流星群:日間白羊座流星雨(DAR = ARI = 171)

出現日期:
5月22日至7月2日
極大日期(香港時間):
6月7日(星期三)19時55分
月閃高峰期:遲1.1小時

天頂每時出現率 ZHR:30顆 (亦有可能是100顆)
速度:每秒 38公里(高速)
亮度指標:2.8 (暗淡)

輻射點 (曆元 2000):
赤經 2.9時/44°赤緯 24°

有關今次天象更詳細資料請按左下角「外部連結」

http://forum.hkas.org.hk/thread-9683-1-1.html